Оркус ( обозначение малой планеты : 90482 Оркус ) — карликовая планета, расположенная в поясе Койпера , с одной большой луной, Вант . [7] Её предполагаемый диаметр составляет от 870 до 960 км (от 540 до 600 миль), что сопоставимо с карликовой планетой Внутренней Солнечной системы Церерой . Поверхность Оркуса относительно яркая с альбедо , достигающим 23 процентов, нейтрального цвета и богата водяным льдом. Лед преимущественно находится в кристаллической форме, что может быть связано с прошлой криовулканической активностью. На его поверхности также могут присутствовать другие соединения, такие как метан или аммиак . Оркус был открыт американскими астрономами Майклом Брауном , Чадом Трухильо и Дэвидом Рабиновицем 17 февраля 2004 года.
Оркус — это плутино , транснептуновый объект , который находится в орбитальном резонансе 2:3 с ледяным гигантом Нептуном , совершая два оборота вокруг Солнца за каждые три оборота Нептуна. [5] Это очень похоже на Плутон , за исключением того, что фаза орбиты Оркуса противоположна фазе Плутона: Оркус находится в афелии (последний раз в 2019 году) примерно тогда, когда Плутон находится в перигелии (последний раз в 1989 году) и наоборот. [17] Оркус — второй по величине известный плутино после самого Плутона. Перигелий орбиты Оркуса составляет около 120° от перигелия Плутона, в то время как эксцентриситеты и наклоны аналогичны. Из-за этих сходств и контрастов, а также его большой луны Вант, которую можно сравнить с большой луной Плутона Хароном , Оркус был назван « антиплутоном ». [18] Это было важным соображением при выборе имени, поскольку божество Оркус было римским / этрусским эквивалентом римского/ греческого Плутона . [18]
Оркус был открыт 17 февраля 2004 года американскими астрономами Майклом Брауном из Калтеха , Чадом Трухильо из обсерватории Джемини и Дэвидом Рабиновичем из Йельского университета . Предварительные снимки, сделанные Паломарской обсерваторией еще 8 ноября 1951 года, были позже получены из Digitized Sky Survey . [2]
Малая планета Оркус была названа в честь одного из римских богов подземного мира, Оркуса . В то время как Плутон (греческого происхождения) был правителем подземного мира, Оркус (этрусского происхождения) был карателем осужденных. Название было опубликовано Центром малых планет 26 ноября 2004 года ( MPC 53177 ). [20] Согласно правилам присвоения имен Международному астрономическому союзу (МАС) , объекты с размером и орбитой, аналогичными орбите Плутона , называются в честь божеств подземного мира . Соответственно, первооткрыватели предложили назвать объект в честь Оркуса , этрусского бога подземного мира и карателя нарушенных клятв. Название также было частной ссылкой на одноименный остров Оркас , где жена Брауна жила в детстве и который они часто посещали. [21]
30 марта 2005 года луна Орка, Вант , была названа в честь крылатой женской сущности, Вант , из этрусского подземного мира. Она могла присутствовать в момент смерти и часто выступала в роли психопомпа , проводника умершего в подземный мир. [22]
Использование планетарных символов больше не рекомендуется в астрономии, поэтому Оркус никогда не получал символа в астрономической литературе. Символ ⟨⟩ , используемый в основном среди астрологов, [23] включен в Unicode как U+1F77F. [24] Символ был разработан Денисом Московицем, инженером-программистом из Массачусетса; это монограмма OR , разработанная так, чтобы напоминать одновременно череп и пасть косатки . [25] Существует более редкий символ, перевернутый астрологический символ Плутона, отражающий Оркуса как анти-Плутона: он был разработан Мелани Рейнхарт. [23]
Оркус находится в орбитальном резонансе 2:3 с Нептуном , имея орбитальный период 245 лет, [5] [1] и классифицируется как плутино . [2] Его орбита умеренно наклонена на 20,6 градуса к эклиптике . [1] Оркус похож на орбиту Плутона (оба имеют перигелий выше эклиптики ), но ориентирована по-разному. Хотя в какой-то момент его орбита приближается к орбите Нептуна, резонанс между двумя телами означает, что сам Оркус всегда находится на большом расстоянии от Нептуна (между ними всегда существует угловое разделение более 60 градусов). В течение 14 000-летнего периода Оркус остается более чем в 18 а. е. от Нептуна. [17] Поскольку их взаимный резонанс с Нептуном заставляет Оркуса и Плутон оставаться в противоположных фазах их в остальном очень похожих движений, Оркус иногда описывается как «анти-Плутон». [18] Оркус в последний раз достиг своего афелия (наибольшего расстояния от Солнца) в 2019 году и достигнет перигелия (наиболее близкого расстояния к Солнцу) около 10 января 2143 года. [9] Моделирование Deep Ecliptic Survey показывает, что в течение следующих 10 миллионов лет Оркус может достичь перигелийного расстояния ( q min ) всего лишь в 27,8 а.е. [5]
Период вращения Оркуса неопределен, поскольку различные фотометрические исследования дали разные результаты. Некоторые показывают низкие амплитудные вариации с периодами от 7 до 21 часа, тогда как другие не показывают никакой изменчивости. [26] Ось вращения Оркуса, вероятно, совпадает с орбитальной осью его луны, Ванта. Это означает, что Оркус в настоящее время виден с полюса, что может объяснить почти полное отсутствие какой-либо вращательной модуляции его яркости. [26] [27] Астроном Хосе Луис Ортис и его коллеги вывели возможный период вращения около 10,5 часов, предполагая, что Оркус не приливно захвачен с Вантом. [27] Однако, если первичный объект приливно захвачен со спутником, период вращения совпадет с 9,7-дневным орбитальным периодом Ванта. [27]
Абсолютная величина Оркуса составляет приблизительно 2,3. [11] Обнаружение Оркуса космическим телескопом Spitzer в дальнем инфракрасном диапазоне [28] и космическим телескопом Herschel в субмиллиметровом диапазоне оценивает его диаметр в 958,4 км (595,5 миль) с погрешностью 22,9 км (14,2 мили). [11] Похоже, что Оркус имеет альбедо около 21–25 процентов, [11] что может быть типичным для транснептуновых объектов, приближающихся к диапазону диаметров 1000 км (620 миль). [29] Оценки величины и размера были сделаны в предположении, что Оркус является сингулярным объектом. Наличие относительно большого спутника, Vanth, может значительно их изменить. Абсолютная величина Vanth оценивается в 4,88, что означает, что он примерно в 11 раз слабее самого Оркуса. [16] Субмиллиметровые измерения ALMA , проведенные в 2016 году, показали, что Вант имеет относительно большой размер 475 км (295 миль) с альбедо около 8 процентов, в то время как Оркус имеет немного меньший размер 910 км (570 миль). [10] Используя звездное затмение Вантом в 2017 году, диаметр Ванта был определен как 442,5 км (275,0 миль) с погрешностью 10,2 км (6,3 мили). [30] На веб-сайте Майкла Брауна Оркус указан как карликовая планета с «почти уверенностью», [31] Танкреди приходит к выводу, что он является таковым, [32] и достаточно массивен, чтобы считаться таковым в соответствии с проектом предложения МАС 2006 года , [ 33 ] но МАС официально не признал его таковым. [34] [35]
Известно, что Оркус и Вант составляют двойную систему. Масса системы оценивается в(6,348 ± 0,019) × 10 20 кг , [7] приблизительно равно массе спутника Сатурна Тефии (6,175 × 10 20 кг ). [36] Масса системы Оркус составляет около 3,8 процента от массы Эриды , самой массивной известной карликовой планеты (1,66 × 10 22 кг ). [16] [37]
Отношение массы Ванта к массе Оркуса было измерено астрометрически с помощью субмиллиметрового телескопа ALMA и составляет0,16 ± 0,02 с Vanth, содержащим13,7% ± 1,3% от общей массы системы. Это также означает, что плотности обоих тел примерно одинаковы при ~1,5 г/см 3 . [12]
Первые спектроскопические наблюдения в 2004 году показали, что видимый спектр Оркуса плоский (нейтральный по цвету) и лишен особенностей, тогда как в ближнем инфракрасном диапазоне наблюдались умеренно сильные полосы поглощения воды на 1,5 и 2,0 мкм. [38] Нейтральный видимый спектр и сильные полосы поглощения воды Оркуса показали, что Оркус выглядит иначе, чем другие транснептуновые объекты, которые обычно имеют красный видимый спектр и часто лишенные особенностей инфракрасные спектры. [38] Дальнейшие инфракрасные наблюдения в 2004 году Европейской южной обсерваторией и телескопом Gemini дали результаты, соответствующие смесям водяного льда и углеродистых соединений, таких как толины . [14] Водяной и метановый льды могут покрывать не более 50 процентов и 30 процентов поверхности соответственно. [39] Это означает, что доля льда на поверхности меньше, чем на Хароне , но аналогична таковой на Тритоне . [39]
Позднее в 2008–2010 годах новые инфракрасные спектроскопические наблюдения с более высоким отношением сигнал/шум выявили дополнительные спектральные особенности. Среди них — глубокая полоса поглощения водяного льда на 1,65 мкм, что свидетельствует о наличии кристаллического водяного льда на поверхности Оркуса, и новая полоса поглощения на 2,22 мкм. Происхождение последней особенности не совсем ясно. Она может быть вызвана либо аммиаком / аммонием , растворенным в водяном льду, либо метановыми / этановыми льдами. [13] Моделирование переноса излучения показало, что смесь водяного льда, толинов (в качестве затемняющего агента), этанового льда и иона аммония (NH 4 + ) обеспечивает наилучшее соответствие спектрам, тогда как комбинация водяного льда, толинов, метанового льда и гидрата аммиака дает немного худший результат. С другой стороны, смесь только гидрата аммиака, толинов и водяного льда не смогла обеспечить удовлетворительного соответствия. [26] По состоянию на 2010 год единственными надежно идентифицированными соединениями на поверхности Оркуса являются кристаллический водяной лед и, возможно, темные толины. Точная идентификация аммиака, метана и других углеводородов требует более точных инфракрасных спектров. [26]
Оркус находится на пороге для транснептуновых объектов, достаточно массивных, чтобы удерживать летучие вещества, такие как метан, на поверхности. [26] Спектр отражения Оркуса показывает самые глубокие полосы поглощения водяного льда среди всех объектов пояса Койпера, которые не связаны с коллизионным семейством Хаумеа . [16] Крупные ледяные спутники Урана имеют инфракрасные спектры, весьма похожие на спектры Оркуса. [16] Среди других транснептуновых объектов, большой плутино 2003 AZ 84 и луна Плутона Харон имеют похожие поверхностные спектры с Оркусом, [13] с плоскими, невыразительными видимыми спектрами и умеренно сильными полосами поглощения водяного льда в ближнем инфракрасном диапазоне. [26]
Кристаллический водяной лед на поверхности транснептуновых объектов должен быть полностью аморфизован галактическим и солнечным излучением примерно за 10 миллионов лет. [13] Таким образом, присутствие кристаллического водяного льда и, возможно, аммиачного льда может указывать на то, что в прошлом на поверхности Оркуса действовал механизм обновления. [13] Аммиак до сих пор не был обнаружен ни на одном транснептуновом объекте или ледяном спутнике внешних планет, кроме Миранды . [13] Полоса 1,65 мкм на Оркусе широкая и глубокая (12%), как на Хароне, Кваваре , Хаумеа и ледяных спутниках планет-гигантов . [13] Некоторые расчеты показывают, что криовулканизм , который считается одним из возможных механизмов обновления, действительно может быть возможен для транснептуновых объектов размером более 1000 км (620 миль). [26] Оркус мог пережить по крайней мере один такой эпизод в прошлом, который превратил аморфный водяной лед на его поверхности в кристаллический. Предпочтительным типом вулканизма мог быть взрывной водный вулканизм, вызванный взрывным растворением метана из водно-аммиачных расплавов. [26]
У Оркуса есть один известный спутник, Вант (полное обозначение (90482) Оркус I Вант ). Он был открыт Майклом Брауном и Т.-А. Суэром с использованием изображений, полученных космическим телескопом Хаббл 13 ноября 2005 года. [40] Открытие было объявлено в циркулярном уведомлении МАС, опубликованном 22 февраля 2007 года. [41] Пространственно разрешенное субмиллиметровое изображение системы Оркус-Вант в 2016 году показало, что Вант имеет относительно большой размер в 475 км (295 миль) с неопределенностью в 75 км (47 миль). [10] Эта оценка для Vanth хорошо согласуется с размером около 442,5 км (275,0 миль), полученным из звездного покрытия в 2017 году. [30] Как Харон по сравнению с Плутоном, Vanth довольно велик по сравнению с Оркусом, и это одна из причин характеризовать Оркус как «анти-Плутон». Если Оркус является карликовой планетой, Vanth был бы третьим по величине известным спутником карликовой планеты после Харона и Дисномии . Соотношение масс Оркуса и Vanth неопределенно, возможно, где-то от 1:33 до 1:12. [42]